發(fā)酵生產(chǎn)十二碳二元酸的水相精制研究

姚嘉旻 盧利玲

【摘要】以一種生物發(fā)酵液中長鏈二元酸的水相精制方法，采用加入水相結(jié)晶助劑制備出優(yōu)質(zhì)的長鏈二元酸，具有工藝路線短，生產(chǎn)成本低，回收率高，結(jié)晶粒度大，純度高的特點，達到水相提純十二碳二元酸的目的，具有一定的創(chuàng)新性。

【關(guān)鍵詞】水相精制；結(jié)晶助劑；臨界點

烷烴發(fā)酵液屬于復(fù)雜的多相體系，含有發(fā)酵菌體、代謝產(chǎn)物、乳化液、殘留的烷烴及培養(yǎng)基等。用鹽析法、離子交換法和膜分離法等水相處理方法或是存在產(chǎn)品純度不高、或是產(chǎn)品回收率低、或是處理過程復(fù)雜等問題。故本試驗提供一種直鏈烷烴發(fā)酵液中水相提純精制長鏈二元酸的方法。

一、材料與方法

（一）材料

1.試劑

硫酸，抗壞血酸，乙醚，檸檬酸，均為分析純。

2.儀器

SE-30型氣相色譜儀，752型分光光度計，KY-3000SN型氣相硫氮測定儀，TASCAN超高分辨率臺式掃描電鏡。

（二）分析方法

1.總酸含量、單酸含量的測定

按酸堿滴定法測定發(fā)酵液及膜過濾清夜中所含長鏈二元酸含量，g/L。

2.透光率的測定

用乙醚溶解部分樣品利用分光光度計來測定結(jié)晶提純產(chǎn)品在有機溶劑中透光率。

（三）試驗方法

1.將終止發(fā)酵液加熱破乳后，經(jīng)陶瓷微濾膜過濾去除未轉(zhuǎn)化的烷烴、酵母菌、色素大分子，獲取微濾膜清液層。

2.將微濾膜清液稀釋至不同鹽度（實驗a、b、c），在弱堿性條件下，加抗壞血酸阻隔發(fā)酵產(chǎn)品與有機雜質(zhì)發(fā)生物化吸附，反應(yīng)后板框過濾出清液；其中所需鹽度為3-12%；弱堿性條件為pH7-10。

3.升溫、調(diào)至合理pH條件下，攪拌發(fā)酵清液并添加檸檬酸（2-5%），隨著DCA晶體析出，反復(fù)調(diào)節(jié)pH至結(jié)晶臨界點，升降結(jié)晶溫度，使DCA晶體逐漸生長；上述反復(fù)析出的長鏈二元酸細小微粒在微量助劑作用下有序排列、重結(jié)晶，制備出優(yōu)質(zhì)的長鏈二元酸。

二、結(jié)果與討論

（一）電鏡分析

由圖1（a）為發(fā)酵提取后經(jīng)烘干的二元酸非結(jié)晶化樣品，結(jié)晶顆粒不明顯，大部分為酸化析出的團聚物，故其中夾雜的蛋白、色素等雜質(zhì)物較多；圖1（b）為經(jīng)水相提純結(jié)晶后產(chǎn)物樣品電鏡圖示，可見經(jīng)水相結(jié)晶后十二碳二元酸結(jié)晶度明顯提高，呈現(xiàn)明顯的柱狀結(jié)晶體緊密結(jié)合在一起，有效降低了夾渣問題；同時，由圖1（b）與（c）比較，水相提純法結(jié)晶產(chǎn)物與有機溶劑法結(jié)晶產(chǎn)物有明顯區(qū)別，進一步表現(xiàn)長鏈二元酸水相提純法結(jié)晶的優(yōu)勢。

（二）產(chǎn)品分析

實例a、b、c均達到DCA聚合級產(chǎn)品質(zhì)量要求，說明本文提供水相提純方法可獲得水相精制聚合級產(chǎn)品，實現(xiàn)了利用水相提純十二碳二元酸的目的，具有一定的創(chuàng)新意義。

（三）結(jié)論

通過實驗方法實現(xiàn)水相精制法制備聚合級長鏈二元酸產(chǎn)品，解決了水相體系中去除色素、氮化合物等雜質(zhì)的難題。其次，相對常規(guī)醋酸精制工藝而言，具有工藝路線短、生產(chǎn)成本低、回收率高、結(jié)晶力度大、純度高的優(yōu)點，適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

參考文獻

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[2]桂秋芬，姚嘉旻，蔣洋松.利用熱帶假絲酵母發(fā)酵生產(chǎn)長鏈二元酸的研究進展[J].化學(xué)與生物工程，2014，31（01）：17～20.

[3]姚嘉旻，桂秋芬.長鏈二元酸的水相精制方法[P].2013-03-20，CN102976917A.

作者簡介：姚嘉旻（1981—），男，江蘇淮安人，研究方向：石油產(chǎn)品相關(guān)的發(fā)酵工程及分離工程。